数字逻辑设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第6讲,第3章集成逻辑门电路,学习目标,1.了解半导体二极管、三极管和CMOS管的开关特性及等效电,路,2.了解TTL与非门的工作原理和主要性能指标。,3.掌握集电极开路门(OC门)、三态输岀门的逻辑功能、特,点和用途。,4.熟悉TIL与非门、CMOS逻辑门使用注意事项。,18.10.11,第6讲,3.1概述,集成逻辑门电路主要有TTL门电路和COMS门,电路。TTL门由双极型晶体管组成,CMOS门电,路由单极型MOS管组成。,TTL门电路的工作速度高,但功耗也较大,集成度不高;CMOS门电路功耗小,集成度高,但工作速度较低。,18.10.11,第6讲,各种门电路的输入和输出,只有高电平和低电,平两种不同的状态。高电平和低电平都有一定的,范围,3.6V,标准高电平Us常取,36V;低电平Us常,取0.3V。,高低电平示意图,18.10.11,第6讲,关于正逻辑和负逻辑的概念,1,正负逻辑的规定,正逻辑体系:用1表示高电平,用0表示低电平。,负逻辑体系:用1表示低电平,用0表示高电平,正负逻辑的转换,对于同一个门电路,可以采用正逻辑,也可以采,用负逻辑。,本书若无特殊说明,一律采用正逻辑体制。,同一个门电路,对正、负逻辑而言,其逻辑功能,是不同的。,18.10.11,第6讲,3.2半导体二极管和三极管的开关特性,3.21二极管的开关特性,数字电路中的晶体二极管、三极管和M0S管工作,在开关状态。,导通状态:相当于开关闭合,截止状态:相当于开关断开。,逻辑变量两状态开关,在逻辑代数中逻辑变量有两种取值:O和1,电子开关有两种状态:闭合、断开,18.10.11,第6讲,半导体二极管、三极管和MOS管,则是构成这,种电子开关的基本开关元件。,理想开关的开关特性,(1)静态特性:,断开时,开关两端的电压不管多大,等,效电阻Rm=无穷,电流m,闭合时,流过其中的电流不管多大,等效电阻,0,电压UAK=0,18.10.11,6,第6讲,客观世界中,没有理想开关。,乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分,接近理想开关,但动态特性很差,无法满足数字电,路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要,半导体二极管、三极管和MOS管做为开关使用,时,其静态特性不如机械开关,但动态特性很好,18.10.11,第6讲,1,静态特性及开关等效电路,正向导通时,i/mA,UDoN0.7V(硅),0.3V(锗),Rp几9几十g,相当于开关闭合,O0.50,极管的伏安特性曲线,18.10.11,第6讲,反向截止时,反向饱和电流极小,i/mA,反向电阻很大(约几百kg2),相当于开关断开,O0.50.7/V,二极管的伏安特性曲线,18.10.11,